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《國際檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志》2014年第十二期
1資料與方法
1.1方法
1.1.1分離培養(yǎng)hBMSCs在志愿者髂前上棘抽取骨髓10mL。采集的骨髓用生理鹽水1∶1稀釋,密度為1.077g/L的淋巴細(xì)胞分離液2000r/min離心15min,收集白膜層,生理鹽水漂洗2次。以含10%FBS的L-DMEM作為完全培養(yǎng)液,以一定密度接種于75mL培養(yǎng)瓶中,置于37℃,5%CO2飽和濕度培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng),3d后換液去除非貼壁細(xì)胞,以后每2~3d換液1次,待細(xì)胞達(dá)80%融合時(shí),用0.25%胰酶+0.02%ED-TA消化,以1∶3的比例傳代培養(yǎng)。
1.1.2流式檢測hBMSCs表型hBMSCs用0.25%胰酶+0.02%EDTA消化,1000r/min離心5min,生理鹽水洗滌,制備成1×106/mL單細(xì)胞懸液,分別加入熒光標(biāo)記的鼠抗人CD34、CD29、CD105抗體,設(shè)置空白對照,避光冰育30min,生理鹽水洗滌3次后重懸細(xì)胞,上流式細(xì)胞儀檢測。
1.1.3鑒定hBMSCs多向分化潛能以4×103/cm2密度將第3代hBMSCs接種于6孔板,每孔2mL。(1)成脂誘導(dǎo)及鑒定:細(xì)胞達(dá)到完全融合后4d,實(shí)驗(yàn)組加入脂肪誘導(dǎo)液(H-DMEM,10%FCS,0.5mmol/LIBMX,10μg/mL牛胰島素,0.2mmol/Lindomethacin,1μmol/L地塞米松)誘導(dǎo)3d,再用脂肪保持液(H-DMEM,10μg/mL牛胰島素,10%FCS)處理1d,循環(huán)3次,再用脂肪保持液處理2d。對照組加入含10%FCS的H-DMEM,每3天換液1次。2周后油紅O染色鑒定。(2)成骨誘導(dǎo)及鑒定:細(xì)胞達(dá)到60%~70%融合后,實(shí)驗(yàn)組加入成骨細(xì)胞誘導(dǎo)液(OS,含1×10-7mol/L地塞米松,10mmol/L甘油磷酸鈉,50g/mL維生素C),對照組加入L-DMEM完全培養(yǎng)液,置培養(yǎng)箱中,每2天換液1次,第21天終止誘導(dǎo)。茜素紅S染色鑒定。
1.1.4分組處理hBMSCs采用0.25%胰酶+0.02%EDTA消化hBMSCs,用不同輸注液制備單細(xì)胞懸液。根據(jù)輸注液不同分為生理鹽水組(9g/L氯化鈉注射液)、糖鹽組(50g/L葡萄糖氯化鈉注射液)、清蛋白組(含5%人血清蛋白的氯化鈉注射液)。分別在4℃和25℃溫度條件下置于不同時(shí)間點(diǎn)(0.5、1.0、2.0、4.0,6.0h)后進(jìn)行以下檢測。(1)取90μL細(xì)胞懸液與10μL胎盤藍(lán)混勻,3min內(nèi)計(jì)數(shù)活細(xì)胞(未染色)和死細(xì)胞(染色),測定細(xì)胞存活率。(2)另取1×106/mL細(xì)胞行流式細(xì)胞術(shù)檢測細(xì)胞表型CD34、CD29、CD105。(3)再將不同分組細(xì)胞懸液,1000r/min離心5min,采用含10%FBS的L-DMEM作為完全培養(yǎng)液,以1×103/mL密度接種于96孔板,每組設(shè)3個(gè)復(fù)孔,置于37℃,5%CO2飽和濕度培養(yǎng)箱培養(yǎng)7d。采用CCK-8在酶聯(lián)免疫檢測儀上測定450nm各孔波長吸光度(A)值,以時(shí)間為橫軸,A值為縱軸繪制生長曲線。
1.2統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,結(jié)果用x±s表示。采用t檢驗(yàn)進(jìn)行兩組均數(shù)間比較,采用單因素方差分析進(jìn)行多組均數(shù)間比較,采用LSD最小顯著差數(shù)法進(jìn)行均數(shù)間兩兩比較。P<0.05表示差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2結(jié)果
2.1hBMSCs形態(tài)觀察原代hBMSCs貼壁后,呈圓形,散在分布。3d后完全換液,去除未貼壁細(xì)胞,可見少量分散短梭形貼壁細(xì)胞。第14天時(shí),貼壁細(xì)胞融合成單層,細(xì)胞排列有明顯方向性,呈漩渦狀。見圖。
2.2hBMSCs的表型流式檢測第3代hBMSCs的表型發(fā)現(xiàn),CD105陽性率98.7%,CD29陽性率97.7%,表達(dá)率極高;CD34陽性率為2.9%,表達(dá)呈陰性。
2.3hBMSCs分化能力鑒定hBMSCs成脂誘導(dǎo)2周后,光學(xué)顯微鏡下可見大量融合成串珠狀的圓形脂滴。油紅O染色可見被染成橙紅色的脂滴,顯示分離的hBMSCs可被誘導(dǎo)向脂肪細(xì)胞分化。成骨誘導(dǎo)3周,細(xì)胞逐漸融合,失去細(xì)胞結(jié)構(gòu),14d左右出現(xiàn)明顯鈣結(jié)節(jié),茜素紅S染色后可見散在大量橘紅色鈣結(jié)節(jié),顯示培養(yǎng)的hBMSCs可被誘導(dǎo)向成骨細(xì)胞分化。
2.4hBMSCs存活率檢測在5個(gè)時(shí)間點(diǎn)(0.5、1.0、2.0、4.0、6.0h)對保存在25℃、4℃的3個(gè)實(shí)驗(yàn)組的細(xì)胞存活率檢測,結(jié)果見表1~2。結(jié)果顯示,糖鹽組細(xì)胞存活率最低,25℃保存4.0h時(shí)只有約10%細(xì)胞存活;而清蛋白組細(xì)胞存活率最高,25℃保存2.0h時(shí)清蛋白組細(xì)胞存活率仍可達(dá)90%,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。25℃和4℃條件下,保存0.5h時(shí),生理鹽水組及清蛋白組細(xì)胞存活率都超過90%,隨著保存時(shí)間延長,各組細(xì)胞存活率逐漸下降。
2.5不同分組細(xì)胞表型檢測25℃和4℃條件下,在5個(gè)時(shí)間點(diǎn)(0.5、1.0、2.0、4.0、6.0h)對3個(gè)實(shí)驗(yàn)組的細(xì)胞表型檢測,結(jié)果見表3~5。結(jié)果表明,不同輸注液、保存溫度及保存時(shí)間對細(xì)胞表型影響差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
2.6細(xì)胞生長曲線測定將不同分組處理后的細(xì)胞,采用L-DMEM完全培養(yǎng)液重新接種培養(yǎng),檢測細(xì)胞增殖能力,結(jié)果見圖2(見《國際檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志》網(wǎng)站“論文附件”)。50g/L葡萄糖氯化鈉注射液組保存的細(xì)胞增殖能力最差,保存4h后細(xì)胞失去貼壁和生長能力(無細(xì)胞貼壁無法完成生長曲線)。5%人血清清蛋白氯化鈉注射液組細(xì)胞增殖能力比9g/L氯化鈉注射液組細(xì)胞增殖能力強(qiáng)。同一組細(xì)胞4℃條件下不同時(shí)間點(diǎn)的增殖能力比25℃條件下強(qiáng)。隨著保存時(shí)間延長,各組細(xì)胞增殖能力逐漸下降。
3討論
hBMSCs是來源于骨髓的間質(zhì)干細(xì)胞,不僅能分化成肝細(xì)胞、膽管上皮細(xì)胞[4]、血管內(nèi)皮細(xì)胞[5]、不同類型的皮膚細(xì)胞[6]、神經(jīng)樣[7]細(xì)胞,還具有免疫調(diào)節(jié)、炎癥趨化等特性,使其在肝臟疾病、血管外科、燒傷整形外科及神經(jīng)損傷等疾病治療中發(fā)揮越來越重要的作用。干細(xì)胞注射液從實(shí)驗(yàn)室制備到運(yùn)送至病房回輸給患者具有一定時(shí)空距離,特別是隨著異地移植病例的增多,如何有效地保存干細(xì)胞注射液,對于細(xì)胞移植的臨床應(yīng)用非常重要。目前相關(guān)研究更多集中于將干細(xì)胞冷凍于-80℃或液氮等進(jìn)行長期保存的探討[8-9],有關(guān)短時(shí)保存條件對干細(xì)胞生存和生長影響的研究不多。本實(shí)驗(yàn)探討了幾種臨床常用注射液在不同溫度下短時(shí)保存干細(xì)胞對細(xì)胞存活和增殖能力等狀況的影響。形態(tài)學(xué)觀察顯示,培養(yǎng)的細(xì)胞呈均一長梭形,輻射狀生長;流式細(xì)胞術(shù)檢測細(xì)胞表型顯示CD34表達(dá)陰性,CD29、CD105表達(dá)陽性;成脂誘導(dǎo)后出現(xiàn)大量脂滴,成骨誘導(dǎo)后出現(xiàn)鈣結(jié)節(jié),表明該細(xì)胞確為hBMSCs。
通過3種注射液比較結(jié)果顯示,在同等溫度和時(shí)間條件下,50g/L葡萄糖氯化鈉注射液對細(xì)胞活力影響最大,可能與細(xì)胞利用葡萄糖產(chǎn)生大量乳酸加重細(xì)胞損傷有關(guān);能為細(xì)胞提供營養(yǎng)物質(zhì)的5%人血清清蛋白氯化鈉注射液對細(xì)胞活力影響最小??紤]到輸注液對細(xì)胞活力的影響,建議使用含5%人血清清蛋白氯化鈉注射液作為輸注液,如患者不宜使用,可選擇使用9g/L氯化鈉注射液,但不宜使用50g/L葡萄糖氯化鈉注射液作為輸注液。2種溫度比較結(jié)果顯示,4℃保存對細(xì)胞增殖能力的影響更小,可能相對低溫可以降低細(xì)胞代謝速度,延緩其凋亡。用于臨床治療的hBMSCs注射液室溫保存最好不要超過1.0h,不能及時(shí)回輸時(shí)需存放在4℃,但也不要超過2.0h。將干細(xì)胞保存在上述幾種注射液中,隨著保存時(shí)間延長,其存活率、貼壁及增殖能力均顯著下降,可能與注射液營養(yǎng)成分及生長因子等細(xì)胞生長所需要的條件缺乏有關(guān)。不同輸注液、保存溫度及保存時(shí)間對細(xì)胞表型影響差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),表明不同保存條件不會(huì)引起細(xì)胞表面物質(zhì)的脫落,僅引起細(xì)胞凋亡。綜上所述,臨床常用注射液對細(xì)胞活力影響較大,hBM-SCs一旦制備成細(xì)胞注射液,應(yīng)盡可能保存在4℃,及時(shí)運(yùn)送至臨床回輸給患者,這樣才能保持細(xì)胞活力,滿足臨床需要。
作者:陳京季明芳李曉玲方慧云余元龍程偉民單位:中山大學(xué)附屬中山醫(yī)院腫瘤研究所